Развитие противолодочных сил и их активное применение не только при обороне, но и при поиске и преследовании подводных лодок лишило лодки их главного преимущества — скрытности. Мало того, совершенно четко обрисовалась ахиллесова пята дизель-электрических подводных лодок. Ведь под водой они движутся за счет главных гребных электродвигателей, получающих энергию от аккумуляторных батарей. Однако при этом батареи разряжаются, причем тем быстрее, чем большую мощность развивают электродвигатели. Но при выходе в атаку и при отрыве от противника гребные электродвигатели как раз и работают на полную мощность, и, следовательно, батарея быстро садится. Для примера скажем, что у подводных лодок того времени, при работе главных гребных электродвигателей на полные обороты, емкости аккумуляторной батареи хватало на час-полтора. При настойчивом преследовании подводная лодка через эти самые час-полтора теряла возможность двигаться и должна была либо ложиться на грунт, если позволяла глубина (но в Атлантике она не позволяла), либо всплывать на милость победителя.
Выход из этого положения был один: создавать какую-то принципиально новую энергетическую установку, которая смогла бы позволить подводным лодкам в подводном положении развивать высокую скорость в течение достаточно длительного времени. И одной из самых перспективных идей казалась тогда идея инженера Гельмута Вальтера…
В начале тридцатых годов в Киле процветала небольшая фирма, специализировавшаяся на изготовлении точных приборов и инструментов. Проверяя работу изготовленной фирмой аппаратуры, ее руководитель, молодой инженер Вальтер, однажды обратил внимание на любопытные свойства перекиси водорода. Это вещество давно применялось в текстильной промышленности для отбеливания тканей, где его концентрация в водном растворе обычно не превышала 35 процентов. А что, если повысить концентрацию? Исследования показали, что в этом случае раствор становится неустойчивым, при нагревании или под действием катализаторов перекись водорода стремительно разлагается на кислород и воду, причем процесс разложения сопровождается выделением такого большого количества тепла, что вода полностью испаряется и получается парогаз — смесь водяного пара и кислорода, нагретая до высокой температуры.
Перекись водорода, естественно, представилась Вальтеру идеальным веществом для теплового двигателя: ведь в ней оказывались совмещенными воедино свойства и рабочего тела, и топлива. Достаточно было пропустить струю перекиси водорода сквозь катализатор, и она моментально превращалась в горячий парогаз, который можно было прямо пускать в цилиндры поршневого двигателя или на лопатки турбины. В 1936 году компактная и легкая турбина, работавшая по такой схеме, развила на стенде мощность в 400 лошадиных сил, полностью оправдав ожидания Вальтера.
Уже в те годы специалисты подводного судостроения обратили на нее внимание как на перспективный двигатель подводного хода для подводных лодок. Вся заманчивость этой турбины заключалась в том, что для ее работы совсем не требовался атмосферный воздух. По заданию командования германских ВМС Вальтер уже в 1939 году приступил к постройке экспериментальной лодки, которая была закончена в 1940 году. Схема двигателя на этой лодке была простейшей: перекись водорода продавливалась забортным давлением из мягких пластиковых емкостей сквозь катализатор, превращаясь в парогаз, который срабатывал в турбине и, охладившись при расширении, выбрасывался за борт. Правда, кислород, плохо растворяющийся в воде, образовывал за лодкой след, и турбина оказалась очень неэкономичной, но зато она развила мощность в две тысячи лошадиных сил и сообщила лодке фантастическую по тем временам подводную скорость — 28,1 узла. (Для сравнения скажем, что скорость подводного хода лучших лодок тех лет не превышала 14—15 узлов.) И все-таки у этой лодки был один крайне существенный недостаток: запаса перекиси водорода хватало всего на один-два часа хода. Необходимо было существенно поднять экономичность установки, чтобы увеличить дальность плавания.
Именно этого потребовал от конструктора адмирал Дениц в ноябре 1942 года, когда явственно обозначился кризис подводной войны. У Вальтера в запасе уже было готовое решение: его конструкторы спроектировали экспериментальную лодку водоизмещением 655/725 тонн[12], которая имела обычную дизель-электрическую установку мощностью 600/150 лошадиных сил. Эта установка позволяла лодке развивать скорость 9/5 узлов. В случае же боевой необходимости включалась третья — форсажная установка: двухвальная турбина Вальтера мощностью 4360 лошадиных сил, благодаря которой лодка могла двигаться под водой со скоростью 19 узлов. Эти возможности так поразили подводников, что уже тогда, в ноябре 1942 года, конструкторам были выданы задания на проектирование двух лодок с форсажными вальтеровскими турбинами — лодки XVII и XVIII серий.
12
В числителе показаны надводное водоизмещение, мощность установки надводного хода и скорость хода в надводном положении, в знаменателе — те же параметры, но в подводном положении.